(57)【要約】  本発明は、監視対象となるローカルネットワークごとに通信パフォーマンスを最適化していくためのトラフィック制御装置等に関する。このトラフィック制御装置(100)は、I/O(140)を介して中継ノード(211B,212B,213B)の通信帯域情報を一旦メモリ(120)に格納する。制御部(110)は、得られた通信帯域情報に基づいて、ボトルネックとなっている中継ノードを特定し、各PC(220B)に割り当てるべき送受信可能帯域を算出し、そして、算出された送受信可能帯域を各PC(220B)に通知する。通知を受けた各PC(220B)側では、割り当てられた帯域の送信すべきデータを分割するとともに分割データを時間的に均等に配列した状態でインターネット(10)へ送出する。
2011010657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の情報端末により構成されるとともに、当該ネットワーク外のデータ通信ネットワークに代表ノードを介して接続されているローカルネットワークを監視対象に設定し、前記データ通信ネットワークに接続されるか、あるいは、前記ローカルネットワークの一部を構成するよう配置されたトラフィック制御装置であって、
前記複数の情報端末から前記代表ノードまでの間に配置された、前記代表ノードを含む１以上の中継ノードそれぞれとの間で、データ送受信するための入出力手段と、
前記１以上の中継ノードそれぞれのトラフィック情報として、前記１以上の中継ノードそれぞれの通信帯域情報を一旦格納するための記録手段と、そして、
前記記録手段に格納された通信帯域情報に基づいて、前記１以上の中継ノードのうちボトルネックとなっている中継ノードを特定し、前記ローカルネットワークに属する前記複数の情報端末それぞれに割り当てるべき送受信可能帯域を、合計値が前記特定された中継ノードの通信帯域を越えない範囲内で算出し、そして、算出された送受信可能帯域を、前記入出力手段を介して前記ローカルネットワークに属する前記複数の情報端末それぞれに通知する制御手段と、を備えたトラフィック制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のトラフィック制御装置において、
前記データ通信ネットワークには、前記監視対象に設定されたローカルネットワークとともに、それぞれが複数の情報端末により構成された１又はそれ以上のローカルネットワークが、代表ノードを介して接続され、
当該トラフィック制御装置は、前記データ通信ネットワークに接続された各ローカルネットワークの通信パフォーマンスを最適化するため、前記監視対象に設定されたローカルネットワークに属する情報端末と双方向データ通信を行っている別の情報端末が属する別のローカルネットワークを追加の監視対象として再設定し、
前記入出力手段は、前記監視対象として再設定された２以上のローカルネットワークそれぞれについて、前記複数の情報端末から前記代表ノードまでの間に配置されるとともに、前記代表ノードを含む１以上の中継ノードそれぞれとの間で、データ送受信を行い、
前記記録手段は、前記監視対象として再設定された２以上のローカルネットワークそれぞれについて、前記１以上の中継ノードそれぞれのトラフィック情報として、前記１以上の中継ノードそれぞれの通信帯域情報を一旦格納し、そして、
前記制御手段は、前記記録手段に格納された通信帯域情報に基づいて、前記１以上の中継ノードのうちボトルネックとなっている中継ノードを含むローカルネットワークを最適化対象として特定し、最適化対象となったローカルネットワークに属する前記複数の情報端末それぞれに割り当てるべき送受信可能帯域を、合計値が前記特定されたローカルネットワークに含まれる中継ノードの通信帯域を越えない範囲内で算出し、そして、算出された送受信可能帯域を、前記入出力手段を介して少なくとも前記最適化対象となったローカルネットワークに属する前記複数の情報端末それぞれに通知する。
【請求項３】
請求項１記載のトラフィック制御装置において、
前記記録手段には、監視対象に設定されたローカルネットワークの、少なくとも、中継ノードのアドレス情報、所属する情報端末それぞれのアドレス情報、各情報端末の接続状況を管理するための静的管理テーブルが格納されている。
【請求項４】
それぞれが、複数の情報端末により構成されるとともに当該ネットワーク外のデータ通信ネットワークに代表ノードを介して接続されている複数のローカルネットワークのうち、双方向データ通信を行っている情報端末それぞれが属する２以上のローカルネットワークを監視対象に設定し、前記データ通信ネットワークに接続された各ローカルネットワークの通信パフォーマンスを最適化するためのトラフィック制御装置であって、
前記データ通信ネットワークに接続されるか、あるいは、前記複数のローカルネットワークのいずれかの一部を構成するよう配置されるとともに、
前記監視対象に設定された２以上のローカルネットワークそれぞれについて、前記複数の情報端末から前記代表ノードまでの間に配置された、前記代表ノードを含む１以上の中継ノードそれぞれとの間で、データ送受信するための入出力手段と、
前記監視対象に設定された２以上のローカルネットワークそれぞれについて、前記１以上の中継ノードそれぞれのトラフィック情報として、前記１以上の中継ノードそれぞれの通信帯域情報を一旦格納するための記録手段と、そして、
前記記録手段に格納された通信帯域情報に基づいて、前記１以上の中継ノードのうちボトルネックとなっている中継ノードを含むローカルネットワークを最適化対象として特定し、最適化対象となったローカルネットワークに属する前記複数の情報端末それぞれに割り当てるべき送受信可能帯域を、合計値が前記特定されたローカルネットワークに含まれる中継ノードの通信帯域を越えない範囲内で算出し、そして、算出された送受信可能帯域を、前記入出力手段を介して少なくとも前記最適化対象となったローカルネットワークに属する前記複数の情報端末それぞれに通知する制御手段と、を備えたトラフィック制御装置。
【請求項５】
請求項２又は４記載のトラフィック制御装置において、
前記記録手段には、前記監視対象に設定された２以上のローカルネットワークごとに、少なくとも、中継ノードのアドレス情報、所属する情報端末それぞれのアドレス情報、各情報端末の接続状況を管理するための静的管理テーブルが格納されている。
【請求項６】
請求項２、４又は５記載のトラフィック制御装置において、
前記記録手段には、双方向データ通信ごとに、それぞれ、双方向データ通信を実行している情報端末それぞれのアドレス情報、各情報端末が所属するローカルネットワークの情報を管理するための動的管理テーブルが格納されている。
【請求項７】
双方向データ通信を可能にするデータ通信ネットワークと、
それぞれが複数の情報処理端末により構成されるとともに、前記データ通信ネットワークに対して代表ノードを介して接続されている一又はそれ以上のローカルネットワークと、そして、
請求項１〜６のいずれか一項記載のトラフィック制御装置と、を備えたデータ通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターネットなどのコンピュータ間データ通信を可能にするデータ通信ネットワークに接続されたローカルネットワークのうち、監視対象となるローカルネットワークごとに通信パフォーマンスを最適化していくためのトラフィック制御装置、及びそれを含むデータ通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は、特定の情報端末（以下、単にＰＣという）間において双方向データ通信を可能にする一般的なネットワーク構成を説明するための図である。図１に示されたように、複数のローカルネットワーク２０Ａ、２０Ｂそれぞれが、代表ノード２１Ａ、２１Ｂを介してデータ通信ネットワーク、例えばインターネット１０に接続されている。なお、データ通信ネットワークは、有線、無線を問わず、複数種類の伝送媒体を介して構成されるコンピュータネットワークを意味する。また、ローカルネットワーク２０Ａ、２０Ｂは、予め許可された範囲のノード間でのみのデータ通信が可能な閉じられたネットワークであって、一般的に、各ＰＣは決められた少なくとも一つのノードを介してのみ、当該ローカルネットワーク外部のデータ通信ネットワークに対してデータ送受信が可能になっている。例えば、多段に階層化された複数ルータでノード群が構成されたネットワークの場合、これらルータの一つが代表ノードとなっているようなネットワークが、ローカルネットワーク２０Ａ、２０Ｂに含まれる。【０００３】
上述のように複数のローカルネットワーク２０Ａ、２０Ｂがインターネット１０を介して接続されるネットワーク構成は、インターネット接続可能な各企業内ネットワークや、一企業内における各事業所間でのデータ通信、例えばテレビ会議システムを構築する際に適用される構成として、広く知られている。【０００４】
ここで、ローカルネットワーク２０Ａは、最上位中継ノードである代表ノード２１Ａと、この代表ノード２１Ａの下位階層に配置された複数のＰＣ２２１Ａ〜２２４Ａにより構成される。また、ローカルネットワーク２０Ｂも、最上位中継ノードである代表ノード２１Ｂと、この代表ノード２１Ｂの下位階層に配置された複数のＰＣ２２１Ｂ〜２２４Ｂにより構成される。何れのローカルネットワーク２０Ａ、２０Ｂにおいても、各ＰＣ２２１Ａ〜２２４Ａ、２２１Ｂ〜２２４Ｂが、代表ノード２１Ａ、２１Ｂを介して非同期でインターネット１０に対するデータ送受信を行う構成となっている。【０００５】
しかしながら、近年、テレビ会議等におけるデータ交換が安価なインターネットを介して盛んに行われたり、また、不特定多数のＰＣ間で大容量データの送受信が行われるようになってきた。このような状況が常態化してくると、図１のようなネットワーク構成では、各ローカルネットワーク２０Ａ、２０Ｂに属するＰＣ各ＰＣ２２１Ａ〜２２４Ａ、２２１Ｂ〜２２４Ｂの外部ネットワークへの直接接続が制限されているので、代表ノード２１Ａ、２１Ｂの通信帯域のほとんどが一部のＰＣ間データ通信に占有される状況が頻発してしまう。このとき、これら代表ノード２１Ａ、２１Ｂがボトルネックとなり、ローカルネットワーク２０Ａ、２０Ｂそれぞれにおいて、通信パフォーマンスの低下は避けられない。また、現状において、ネットワークリソースの性能ばらつきに起因して、通信品質にも地理的、時間的なバラツキが大きく、ネットワークリソースの有効活用及び通信パフォーマンスの向上は急務となっている。【０００６】
例えば、特許文献１には、伝送レートが時々刻々変化する無線回線において、一定の通信品質を維持しながらより多くの端末に対して同時接続を可能にすることにより、当該無線通信システム全体の通信パフォーマンスを向上させるための技術が開示されている。一方、特許文献２には、端末性能や回線品質に応じて、送受信可能なデータの画像品質を調整することにより、通信パフォーマンスを維持しながら当該通信システムにおける通信品質を最適化する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２５１６６０号公報
【０００８】
【特許文献２】特開平１１−１６１５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発明者らは、従来の通信システム等について検討した結果、以下のような課題を発見した。【００１０】
すなわち、特許文献１に開示された技術は、無線基地局におけるトラフィック空き容量を推定し、この推定情報に基づいて通信端末の接続許可あるいは接続拒否を行っている。しかしながら、この特許文献２記載の技術では、通信サービスを受けられる通信端末と、受けたくとも通信サービスが受けられない通信端末の共存を許容しなければならず、通信端末間においてサービスレベルに極端なバラツキが発生してしまう。【００１１】
一方、特許文献２記載の技術は、回線品質等のリソースの性能に起因して通信品質を意図的に調整する技術であり、したがって、この特許文献２記載の技術でも、地理的条件や時間的条件に依存して各通信端末間で受けられる通信サービスにバラツキが生じてしまうという課題があった。【００１２】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、インターネットに代表されるデータ通信ネットワークに接続された複数のローカルネットワークのうち、監視対象となるローカルネットワークごとに、その通信パフォーマンスを最適化するための構造を備えたトラフィック制御装置及びそれを含むデータ通信システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るトラフィック制御装置は、特定ＰＣ間での双方向データ通信を可能にするデータ通信システムに適用可能であって、係るデータ通信システムは、インターネットなどのデータ通信ネットワークと、それぞれが複数のＰＣにより構成されるとともに該データ通信ネットワークに対して代表ノードを介して接続されている一又はそれ以上のローカルネットワークを、ネットワーク資源として含む。なお、ネットワーク資源には、データ回線自体の他、ＰＣ、ノード、ネットワーク制御装置等のネットワーク管理手段も含まれる。本発明に係るトラフィック制御装置は、上述のようなデータ通信システムに適用され、該データ通信システムにおけるネットワーク資源の一部を構成するローカルネットワークを監視対象とし、該監視対象となるローカルネットワークの通信パフォーマンスを最適化する。監視対象であるローカルネットワーク内での通信負荷の増大に起因して、一部のＰＣのみ極端なスループットの低下を招く事態を動的に回避する。【００１４】
上述のようなネットワーク構成において、特に本発明に係るトラフィック制御装置は、データ通信ネットワークに接続されるか、あるいは、ローカルネットワークの一部を構成するよう配置されており、少なくとも、入出力手段、記録手段、そして制御手段を備える。入出力手段は、複数のＰＣから代表ノードまでの間に配置された、該代表ノードを含む１以上の中継ノードそれぞれとの間で、データ送受信する。記録手段は、各中継ノードのトラフィック情報として、各中継ノードの通信帯域情報を一旦格納する。制御手段は、記録手段に格納された通信帯域情報に基づいて、各ＰＣにおける送受信可能帯域の割り振りを行う。具体的に制御部は、通信帯域情報が収集された１以上の中継ノードのうちボトルネックとなっている中継ノードを特定し、監視対象であるローカルネットワークに属するＰＣそれぞれに割り当てるべき送受信可能帯域を、合計値が特定された中継ノードの通信帯域を越えない範囲内で算出し、そして、算出された送受信可能帯域を、入出力手段を介してＰＣそれぞれに通知する【００１５】
また、本発明に係るトラフィック制御装置は、インターネットなどのデータ通信ネットワークと、それぞれが、複数のＰＣにより構成されるとともに当該ネットワーク外のデータ通信ネットワークに代表ノードを介して接続されている複数のローカルネットワークとにより構成されたネットワーク構成にも適用可能である。この場合、当該トラフィック制御装置は、双方向データ通信を行っている２以上のＰＣそれぞれが属する複数のローカルネットワークを監視対象としてもよい。なお、監視対象は再設定可能である。すなわち、同時に複数のローカルネットワークが監視対象として設定されてもよく、また、逐次別のローカルネットワークを監視対象に追加できるよう再設定されてもよい。また、このような第２のネットワーク構成において、当該トラフィック制御装置は、データ通信ネットワークに接続されるか、あるいは、複数のローカルネットワークのいずれかの一部を構成するよう配置される。監視対象の設定ごとに（再設定のタイミングを含む）、当該トラフィック制御装置が監視対象となったローカルネットワークの通信パフォーマンスを最適化していくことで、データ通信ネットワークに接続された各ローカルネットワークにおける通信パフォーマンスの最適化が可能になる。【００１６】
上述のようなネットワーク構成においても、当該トラフィック制御装置も、少なくとも、入出力手段と、記録手段と、制御手段を備える。入出力手段は、監視対象となった複数のローカルネットワークそれぞれについて、複数のＰＣから代表ノードまでの間に配置された、該代表ノードを含む１以上の中継ノードそれぞれとの間で、データ送受信する。記録手段は、監視対象となった複数のローカルネットワークそれぞれについて、各中継ノードのトラフィック情報として、入出力手段を介して取得した、各中継ノードの通信帯域情報を一旦格納する。制御手段は、記録手段に格納された通信帯域情報に基づいて、通信帯域情報が取得された１以上の中継ノードのうちボトルネックとなっている中継ノードを含むローカルネットワークを最適化対象として特定する。さらに、制御手段は、最適化対象となったローカルネットワークに属する複数のＰＣそれぞれに割り当てるべき送受信可能帯域を、合計値が特定されたローカルネットワークに含まれる中継ノードの通信帯域を越えない範囲内で算出し、そして、算出された送受信可能帯域を、入出力手段を介して最適化対象となったローカルネットワークに属する複数のＰＣそれぞれに通知する。【００１７】
本発明に係るトラフィック制御装置において、記録手段には、監視対象となるローカルネットワークごとに、論理ネットワーク構成を把握するための静的管理テーブルが格納される。なお、この静的管理テーブルには、少なくとも、中継ノードのアドレス情報、所属するＰＣそれぞれのアドレス情報、各ＰＣの接続状況が記録される。また、記録手段には、双方向データ通信ごとに、監視対象となるローカルネットワークを特定するための動的管理テーブルが格納されてもよい。この動的管理テーブルには、それぞれ、双方向データ通信を実行しているＰＣそれぞれのアドレス情報、各ＰＣが所属するローカルネットワークの情報が、双方向データ通信ごとに記録される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、インターネットなどの外部ネットワークに代表ノードを介して接続されたローカルネットワークを監視対象とし、当該ローカルネットワークにおいてボトルネックとなっている中継ノードが特定される。その際、ボトルネックとなっている中継ノードの通信帯域に基づいて、当該中継ノードの下位階層に配置された各ＰＣへ、データ送受信のための使用可能帯域が通知される。一方、各ＰＣでは、通知された使用可能帯域の範囲内でデータ送受信が行われることになる。この構成により、一部のＰＣのデータ通信に通信帯域が占有される状況が回避可能になるとともに、各ＰＣは、他のＰＣの通信状況に影響されることなく、自己に割り当てられた通信帯域の範囲内でデータ送受信が可能になる。その結果、当該ローカルネットワーク全体として、通信パフォーマンスの最適化が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】は、特定のＰＣ間において双方向データ通信を可能にする一般的なネットワーク構成を説明するための図である。
【００２０】
【図２】は、本発明に係るトラフィック制御装置の一実施形態が適用された、双方向データ通信を可能にするネットワーク構成（本発明に係るデータ通信システムの一実施形態）を説明するための図である。
【００２１】
【図３】は、中継ノードの構成を示す図である。
【００２２】
【図４】は、静的管理テーブルの一例を説明するための図である。
【００２３】
【図５】は、本実施形態に係るトラフィック制御装置が適用されたネットワーク構成において、監視対象であるローカルネットワークの通信パフォーマンス最適化動作を説明するための図である。
【００２４】
【図６】は、本実施形態に係るトラフィック制御装置の通信パフォーマンス最適化動作を説明するためのフローチャートである。
【００２５】
【図７】は、監視対象であるローカルネットワークに属する各情報端末（ＰＣ）におけるデータ送受信動作を説明するためのフローチャートである。
【００２６】
【図８】は、データ生成動作の具体例を説明するためのフローチャートである。
【００２７】
【図９】は、割込み処理を説明するためのフローチャートである。
【００２８】
【図１０】は、本実施形態に係るトラフィック制御装置による通信パフォーマンスの最適化動作の応用例を説明するための図である。
【００２９】
【図１１】は、動的管理テーブルの一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、この発明に係るトラフック制御装置の各実施形態について、図２〜図１１を参照しながら詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００３１】
まず、図２は、本発明に係るトラフィック制御装置の一実施形態が適用された、双方向データ通信を可能にするネットワーク構成（本発明に係るデータ通信システムの一実施形態）を説明するための図である。図２に示されたネットワーク構成では、複数のローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂそれぞれが、代表ノード２１１Ａ、２１１Ｂを介してインターネット１０に接続されている。また、本実施形態に係るトラフィック制御装置１００も、インターネット１０に接続されている。なお、トラフィック制御装置１００は、ローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂの何れかの構成要素（例えば、中継ノード、ＰＣなど）であってもよい。
【００３２】
ローカルネットワーク２００Ａは、中継ノード群２１０Ａ（複数の中継ノード２１１Ａ、２１２Ａ、２１３Ａを含む）と、該中継ノード群２１０Ａの下位階層に配置された複数のＰＣ２２０Ａにより構成されている。代表ノード２１１Ａは、当該ローカルネットワーク２００Ａとインターネット１０とを接続するための最上位中継ノードとして機能する。したがって、当該ローカルネットワーク２００Ａは、このローカルネットワーク２００Ａに属するＰＣ２２０Ａそれぞれが代表ノード２１１Ａを介してのみインターネット１０に接続可能な構成になっている。
【００３３】
一方、ローカルネットワーク２００Ｂも、中継ノード群２１０Ｂ（複数の中継ノード２１１Ｂ、２１２Ｂ、２１３Ｂを含む）と、該中継ノード群２１０Ｂの下位階層に配置された複数のＰＣ２２０Ｂにより構成されている。代表ノード２１１Ｂは、当該ローカルネットワーク２００Ｂとインターネット１０とを接続するための最上位中継ノードとして機能する。したがって、当該ローカルネットワーク２００Ｂは、このローカルネットワーク２００Ｂに属するＰＣ２２０Ｂそれぞれが代表ノード２１１Ｂを介してのみインターネット１０に接続可能な構成になっている。
【００３４】
また、ローカルネットワーク２００Ｂに属するＰＣ２２０Ｂそれぞれは、通信インターフェースとして機能する入出力手段２７０（以下、Ｉ／Ｏという）と、制御部２３０と、記録手段としてのメモリ２４０と、描画部２５０と、モニタ２６０と、キーボード２８１、ポインティングデバイス（マウス）２８２、外部記録装置２８３等のインターフェースとして機能するＩ／Ｏ２８０を備える。なお、メモリ２４０には、他のＰＣ（ローカルネットワーク２００Ｂ内に限らず、ローカルネットワーク２００Ａに属するＰＣであってもよい）との間で双方向データ通信を可能にするための双方向データ通信用アプリケーション２４１、使用可能帯域に関する情報（使用可能帯域情報）などが格納されている。制御部２３０は、この双方向データ通信用アプリケーション２４１を実行するため制御手段として機能する。
【００３５】
また、インターネット１０に接続された当該トラフィック制御装置１００も、入出力手段であるＩ／Ｏ１３０、１４０と、制御手段である制御部１１０と、記録手段であるメモリ１２０と、描画部１５０と、モニタ１６０を備える。Ｉ／Ｏ１３０は、キーボード１６１、ポインティングデバイス１６２、外部記録装置１６３等のインターフェースとして機能する。Ｉ／Ｏ１４０は、当該トラフィック制御装置１００とインターネット１０との間のデータ通信を行うためのインターフェースとして機能する。メモリ１２０には、当該トラフィック制御装置１００において通信パフォーマンスの最適化動作を実行するためのトラフィック制御用アプリケーション１２１と、管理テーブル１２２が格納されている。
【００３６】
上述の中継ノード２１１Ａ〜２１３Ａ、２１１Ｂ〜２１３Ｂのそれぞれは、図３に示されたような構造を備える。すなわち、各中継ノードは、上位階層に対する接続インターフェースとして機能するＩ／Ｏ２２と、下位階層に対する接続インターフェースとして機能するＩ／Ｏ２３と、これらＩ／Ｏ２２、２３間でのデータ交換を制御するための制御部２１と、メモリ２４を備える。メモリ２４には、通信帯域監視用アプリケーション２４Ａが格納されており、この通信帯域監視用アプリケーション２４Ａは、制御部２１により実行される。
【００３７】
加えて、当該トラフィック制御装置１００におけるメモリ１２０に格納された管理テーブル１２２としては、例えば、監視対象となるローカルネットワークごとに、論理ネットワーク構成を把握するための静的管理テーブル１２２Ａが格納される。なお、この静的管理テーブル１２２Ａには、図４に示されたように、少なくとも、中継ノードのアドレス情報、所属するＰＣそれぞれのアドレス情報、各ＰＣの接続状況が記録される。なお、ローカルネットワーク２００Ａに属するＰＣ２２０Ａそれぞれも、上述のＰＣ２２０Ｂと同様の構造を備える。
【００３８】
次に、本発明に係るトラフィック制御装置の一実施形態による通信パフォーマンスの最適化動作を、図５〜図７を参照しながら詳細に説明する。なお、図５は、本実施形態に係るトラフィック制御装置１００が適用されたネットワーク構成において、監視対象であるローカルネットワーク２００Ｂの通信パフォーマンス最適化動作を説明するための図である。特に、図５において、領域（ａ）は、当該トラフィック制御装置１００によるボトルネックとなる中継ノードの特定動作を説明するための図であり、領域（ｂ）は、当該トラフィック制御装置１００による各ＰＣ２２０Ｂに対するデータ送受信用の使用帯域の割り振り動作を説明するための図である。また、図６は、本実施形態に係るトラフィック制御装置の通信パフォーマンス最適化動作を説明するためのフローチャートであり、図５の領域（ａ）及び（ｂ）に示された動作に対応するフローチャートである。さらに、図７は、監視対象であるローカルネットワークに属する各ＰＣにおけるデータ送受信動作を説明するためのフローチャートである。
【００３９】
なお、以下の説明では、トラフィック制御装置１００が、代表ノード２１１Ｂを介してインターネット１０に接続されたローカルネットワーク２００Ｂを監視対象として通信パフォーマンス最適化を行う場合について説明する。また、図５に示されたように、当該トラフィック制御装置１００ではトラフィック制御用アプリケーション１２１が実行され、中継ノード２１１Ｂ〜２１３Ｂでは通信帯域監視用アプリケーション２４Ａが実行されている。さらに、各ＰＣ２２０Ｂには、トラフィック制御装置１００で実行されているトラフィック制御用アプリケーション１２１によりＰＣ稼動状況の把握を可能にする双方向データ通信用アプリケーション２４１がインストールされている。当該トラフィック制御装置１００及び各ＰＣ２２０Ｂは、それぞれ図２に示された構造を備える。通信帯域監視用アプリケーション２４Ａは、中継ノードを構成する機器以外の他の機器により実行されてもよい。
【００４０】
まず、図５の領域（ａ）及び図６に示されたように、トラフィック制御装置１００は、監視対象ネットワークとしてローカルネットワーク２００Ｂを特定する（ステップＳＴ１）。トラフィック制御装置１００は、トラフィック情報として、当該ローカルネットワーク２００Ｂの中継ノード２１１Ｂ〜２１３Ｂのそれぞれから通信帯域情報を順次取得していく（ステップＳＴ２）。なお、中継ノード２１１Ｂ〜２１３Ｂそれぞれの通信帯域情報は、各中継ノード内の入出力手段（Ｉ／Ｏ）を介して取得されても、また、帯域管理情報を持ったサーバ等から取得されてもよい。トラフィック情報は逐次トラフィック制御装置１００内のメモリ１２０に格納され、この取得動作は、当該ローカルネットワーク２００Ｂ全体の通信パフォーマンスの低下原因となる中継ノード、すなわちボトルネックとなる中継ノードが特定されるまで繰り返される（ステップＳＴ３）。具体的には、メモリ１２０に格納された中継ノードそれぞれの通信帯域情報を比較し、最も狭帯域の中継ノードをボトルネックとして特定する。
【００４１】
ボトルネックとなる中継ノードが特定されると、トラフィック制御装置１００は、監視対象であるローカルネットワーク２００Ｂに属するＰＣ２２０Ｂのうち、稼働中のＰＣ（双方向データ通信用アプリケーション２４１を実行中のＰＣ、以下、稼動中ＰＣという）それぞれに対し、自己のデータ送受信に使用できる使用可能帯域を割り振る。具体的には、図５の領域（ｂ）及び図６に示されたように、制御部１１０が稼動中ＰＣの数と、ボトルネックとなる中継ノードの通信帯域（メモリ１２０内に格納されたトラフィック情報）から、該稼働中ＰＣに対して通知する使用可能帯域（送受信可能帯域）を算出する（ステップＳＴ４）。このとき、稼働中ＰＣそれぞれに通知される使用可能帯域の合計値は、ボトルネックとなる中継ノードの通信帯域を越えないように設定される。そして、以上のように算出された使用可能帯域に関する情報が、Ｉ／Ｏ１４０を介してローカルネットワーク２００Ｂに属するＰＣ２２０Ｂのうち稼動中ＰＣそれぞれに送信される（ステップＳＴ５）。
【００４２】
一方、図７に示されたように、稼働中ＰＣ側では、まず、各中継ノード２１１Ｂ〜２１３Ｂ、インターネット１０を介した相手側ＰＣとの接続が確立すると（ステップＳＴ６）、当該稼働中ＰＣと相手側ＰＣとの間でＩ／Ｏ２７０を介して双方向データ通信が行われる。この双方向データ通信は、メモリ２４０に格納された双方向データ通信用アプリケーション２４１を制御部２３０が実行することにより行われ、具体的には、相手側ＰＣからのディジタルデータ（音声、画像等）の受信動作と、相手側ＰＣへのディジタルデータの送信動作が並行して行われる。すなわち、稼働中ＰＣ側での受信動作では、相手側ＰＣからのディジタルデータが受信されると（ステップＳＴ７−１）、モニタへの表示等、必要に応じて受信されたデータが加工される（ステップＳＴ７−２）。一方、稼働中ＰＣ側での送信動作では、相手側ＰＣへ送信すべきディジタルデータの生成が行われ（ステップＳＴ８−１）、順次生成されたデータが相手側ＰＣへ送信される（ステップＳＴ８−２）。このような送受信動作は、稼働中ＰＣと相手側ＰＣ間の双方向データ通信（コミュニケーション）が終了するまで続けられ（ステップＳＴ９）、コミュニケーション終了時点で稼動中ＰＣと相手側ＰＣ間で確立された接続（回線）が切断される（ステップＳＴ１０）。
【００４３】
なお、上述の説明では本実施形態を双方向データ通信に適用する例が示されたが、例えば、稼働中ＰＣ側は送信動作のみを行い、相手側ＰＣは受信動作のみを行うような、一方向データ通信の場合でも同様に本実施形態の適用は可能である。また、上述のステップＳＴ８−１におけるディジタルデータの生成動作には、図８に示されたように、種々の変形が可能である。
【００４４】
例えば、図８（ａ）に示されたように、稼働中ＰＣ側において行われるデータ生成（ステップＳＴ８−１）の第１動作例では、まず、メモリ２４０に予め格納されている使用可能帯域情報（デフォルト値、前回動作時の値、後述の割込み処理により書き換えられた値など）が読み出され、（ステップＳＴ８１１１）、該使用可能帯域情報に基づいて送信可能な符号量、データ量を算出する（ステップＳＴ８１１２）。そして、このステップＳＴ８１１２において算出された符号量、データ量になるよう圧縮データ等が生成される（ステップＳＴ８１１３）。以上のステップＳＴ８１１１〜ＳＴ８１１３を経て得られたディジタルデータが相手側ＰＣへ送信される（ステップＳＴ８−２）。
【００４５】
また、図８（ｂ）に示されたように、稼働中ＰＣ側において行われるデータ生成（ステップＳＴ８−１）の第２動作例では、当該稼働中ＰＣ側から相手側ＰＣへ送信されるべきディジタルデータの生成に先立ち、符号量、データ量が設定される（ステップＳＴ８１２１）。そして、ステップＳＴ８１２１において設定された符号量、データ量になるように圧縮データ等が生成される（ステップＳＴ８１２２）。送信用のディジタルデータ生成が完了すると、該ディジタルデータのデータ量等がメモリ２４０から読み出された使用可能帯域情報の範囲内にあるか否かについて判定される（ステップＳＴ８１２３）。このステップＳＴ８１２３において、生成されたディジタルデータのデータ量等が読み出された使用可能帯域情報の範囲内にないと判定された場合、再度ステップＳＴ８１２１〜ＳＴ８１２２が実行される。なお、ステップＳＴ８１２１における符号量、データ量の再設定では、圧縮時のビットレートの低下、フレームレートの低下等などによりデータ圧縮率を上げたり、データを間引く等の一方、生成されたディジタルデータのデータ量等が読み出された使用可能帯域情報の範囲内にあると判定された場合には、ステップＳＴ８１２１〜ＳＴ８１２２を経て得られたディジタルデータが相手側ＰＣへ送信される（ステップＳＴ８−２）。
【００４６】
さらに、図８（ｃ）に示されたように、稼働中ＰＣ側において行われるデータ生成（ステップＳＴ８−１）の第３動作例では、ます、予め設定されている条件（デフォルト値）に従って送信用のディジタルデータが生成され（ステップＳＴ８１３１）、このディジタルデータのデータ量等がメモリ２４０から読み出された使用可能帯域情報の範囲内にあるか否かについて判定される（ステップＳＴ８１３２）。このステップＳＴ８１２３において、生成されたディジタルデータのデータ量等が読み出された使用可能帯域情報の範囲内にないと判定された場合、生成データの一部を切り出す（ステップＳＴ８１３３）。なお、ステップＳＴ８１３３におけるデータ取捨選択は、例えば、フレームを間引いたり、ＪＰＥＧ２０００のスケーラビリティ構造を構成するデータのうち一部を取り出す等により実行される。一方、生成されたディジタルデータのデータ量等が読み出された使用可能帯域情報の範囲内にあると判定された場合には、ステップＳＴ８１３１において得られたディジタルデータが相手側ＰＣへ送信される（ステップＳＴ８−２）。
【００４７】
なお、上述のようにトラフィック制御装置１００から稼働中ＰＣに対して使用可能帯域の割り振り（トラフィック制御装置１００からＰＣ２２０Ｂへの使用可能帯域情報の送信）が行われると、この稼働中ＰＣ側では、割込み処理が行われる。この割込み処理は、例えば図９に示されたように、稼働中ＰＣの制御部２３０により行われ、使用可能帯域情報を受信すると（ステップＳＴ１１）、制御部２３０が該受信した使用可能帯域情報をメモリ２４０に格納することにより実行される。なお、このような使用可能帯域情報のメモリ２４０への書き込み動作により、メモリ２４０に格納されている使用可能帯域情報は書き換えられる。稼動中ＰＣは、割り込み処理により書き換えられたメモリ２４０内の使用可能帯域情報に基づいて生成された送信すべきデータ（図７〜８のフローチャート参照）を分割するとともに、この分割データを割り当てられた帯域を越えないように時間的に略均等に配列した状態でインターネット１０へ送出する。
【００４８】
以上のような構成により、一部のＰＣのデータ通信に通信帯域が占有される状況が回避可能になるとともに、監視対象であるローカルネットワーク２００Ｂに属する各ＰＣ２２０Ｂそれぞれは、他のＰＣの通信状況に影響されることなく、自己に割り当てられた通信帯域の範囲内でデータ送受信が可能になる。その結果、一部のＰＣのみ極端にスループットが低下する事態が回避され、ローカルネットワーク２００Ｂ全体として、通信パフォーマンスの最適化が実現される。
【００４９】
（応用例）
次に、本実施形態に係るトラフィック制御装置１００による通信パフォーマンスの最適化動作の応用例を、図１０を参照しながら詳細に説明する。なお、図１０に示されたネットワーク構成では、複数のローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃそれぞれが、代表ノード２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃを介してインターネット１０に接続されている。また、本実施形態に係るトラフィック制御装置１００も、インターネット１０に接続されている。なお、トラフィック制御装置１００は、ローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの何れかの構成要素であってもよい。
【００５０】
なお、図１０では、本実施形態に係るトラフィック制御装置１００の監視対象候補のローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃのみ開示されているが、インターネット１０には監視対象外となるローカルネットワークも多数接続されている。監視対象候補のローカルネットワークには、予め中継ノードに通信帯域監視用アプリケーションがインストールされており、当該トラフィック制御装置１００による通信帯域情報の取得が可能になっている。また、監視対象候補のローカルネットワークに属するＰＣそれぞれには、音声、画像等のディジタルデータの送受信を可能にするための共通の双方向データ通信用アプリケーションであって、当該トラフィック制御装置１００により各ＰＣの稼働状況が把握可能なアプリケーションがインストールされており、当該トラフィック制御装置１００は、稼働中のコミュニケーショングループを構成するＰＣを把握することで、これらＰＣの属するローカルネットワークを監視対象として特定する。
【００５１】
ローカルネットワーク２００Ａは、代表ノード２１１Ａ（代表ノード２１１Ａの下位階層に複数の中継ノードが配置されていてもよい）と、該代表ノード２１１Ａの下位階層に配置された複数のＰＣ２２０Ａにより構成されている。代表ノード２１１Ａは、当該ローカルネットワーク２００Ａとインターネット１０とを接続するための最上位中継ノードとして機能する。したがって、当該ローカルネットワーク２００Ａは、このローカルネットワーク２００Ａに属するＰＣ２２０Ａそれぞれが代表ノード２１１Ａを介してのみインターネット１０に接続可能な構成になっている。
【００５２】
一方、ローカルネットワーク２００Ｂは、代表ノード２１１Ｂ（代表ノード２１１Ｂの下位階層に複数の中継ノードが配置されていてもよい）と、該代表ノード２１１Ｂの下位階層に配置された複数のＰＣ２２０Ｂにより構成されている。代表ノード２１１Ｂは、当該ローカルネットワーク２００Ｂとインターネット１０とを接続するための最上位中継ノードとして機能する。したがって、当該ローカルネットワーク２００Ｂは、このローカルネットワーク２００Ｂに属するＰＣ２２０Ｂそれぞれが代表ノード２１１Ｂを介してのみインターネット１０に接続可能な構成になっている。
【００５３】
さらに、ローカルネットワーク２００Ｃは、代表ノード２１１Ｃ（代表ノード２１１Ｃの下位階層に複数の中継ノードが配置されていてもよい）と、該代表ノード２１１Ｃの下位階層に配置された複数のＰＣ２２０Ｃにより構成されている。代表ノード２１１Ｃは、当該ローカルネットワーク２００Ｃとインターネット１０とを接続するための最上位中継ノードとして機能する。したがって、当該ローカルネットワーク２００Ｃは、このローカルネットワーク２００Ｃに属するＰＣ２２０Ｃそれぞれが代表ノード２１１Ｃを介してのみインターネット１０に接続可能な構成になっている。
【００５４】
なお、上述のローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの何れに属するＰＣ２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃも、図２に示された構造を有する。また、各ＰＣ２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃそれぞれには、トラフィック制御装置１００が自己の稼働状況が把握できるように、同一の双方向データ通信用アプリケーション２４１がメモリ２４０にインストールされている。各ＰＣの稼動状況は、この双方向データ通信用アプリケーション２４１が制御部２３０で実行されているか否かを意味する。インターネット１０への接続が確立した本実施形態に係るトラフィック制御装置は１００も、図２に示された構造を有しており、トラフィック制御用アプリケーション１２１を制御手段１１０が実行される。
【００５５】
具体的には、図１０に示されたように、３つのローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃのそれぞれに属するＰＣ間で２系統のコミュニケーション（双方データ通信）が行われているものとする。
【００５６】
この場合、当該トラフィック制御装置１００は、メモリ１２０内に格納された静的管理テーブル１２１Ａを参照しながら、各コミュニケーションに参加している稼働中ＰＣの属するローカルネットワークを、図１１に示された動的管理テーブル１２１Ｂで管理する。この動的管理テーブル１２１Ｂも、トラフィック制御装置１００のメモリ１２０内に格納される。そして、稼働中ＰＣが属するローカルネットワーク内の中継ノードから逐次トラフィック情報として、通信帯域情報を取得していく。
【００５７】
例えば、図１０に示された例では、４台のＰＣにより第１コミュニケーションＣ１が行われており、この第１コミュニケーションＣ１に関して、各ＰＣが属するローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃそれぞれが、この第１コミュニケーションＣ１に関する監視対象となる。一方、別のコミュニケーション（第２コミュニケーションＣ２）は、２台のＰＣにより行われており、この第２コミュニケーションＣ２に関して、各ＰＣが属するローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂそれぞれが、この第２コミュニケーションに関する監視対象となる。
【００５８】
トラフィック制御装置１００は、上述のように把握されたコミュニケーションを構成するＰＣ（稼働中ＰＣ）の属するローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃそれぞれを監視対象とし、それぞれの中継ノード（図１０の例では、代表ノード２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ）からトラフィック情報として、通信帯域情報をＩ／Ｏ１４０を介して取得する。取得された通信帯域情報は、逐次メモリ１２０に格納される。
【００５９】
そして、監視対象であるローカルネットワーク２００Ａ〜２００Ｃに含まれる代表ノード２１１Ａ〜２１１Ｃのいずれかがボトルネックとして特定されると、トラフィック制御装置１００は、該ボトルネックとなる代表ノードを含むローカルネットワークに属するＰＣのうち、第１及び第２コミュニケーションＣ１、Ｃ２のいずれかに参加している稼働中のＰＣ（双方向データ通信用アプリケーション２４１を実行中のＰＣ）それぞれに対し、自己のデータ送受信に使用できる使用可能帯域を割り振る。具体的には、図５の領域（ｂ）及び図６に示された最適化動作と同様に、制御部１１０が稼動中ＰＣの数と、ボトルネックとなる中継ノードの通信帯域（メモリ１２０内に格納されたトラフィック情報）から、該稼働中ＰＣに対して通知する使用可能帯域（送受信可能帯域）を算出する。このとき、稼働中ＰＣそれぞれに通知される使用可能帯域の合計値、すなわち、各コミュニケーションで使用されている通信帯域の合計値は、ボトルネックとなる中継ノードの通信帯域を越えないように設定される。そして、以上のように算出された使用可能帯域に関する情報が、Ｉ／Ｏ１４０を介してボトルネックとなる中継ノードを含むローカルネットワークに属するＰＣのうち稼動中ＰＣそれぞれに送信される。
【００６０】
一方、稼働中ＰＣそれぞれでは、上述のように図７〜８に示されたフローチャートに従ってディジタルデータの送受信動作が行われており、トラフィック制御装置１００から使用可能帯域の通知を受けた稼働中ＰＣそれぞれでは、図９に示された割込み処理が行われる。すなわち、稼働中ＰＣは、割り込み処理により書き換えられたメモリ２４０内の使用可能帯域情報に基づいて生成された送信すべきデータを分割するとともに、この分割データを割り当てられた帯域を越えないように時間的に略均等に配列した状態で相手側ＰＣへ送出する。なお、使用可能帯域に関する情報は、ボトルネックとして特定された中継ノードを含むＰＣと通信を行う相手側ＰＣにも送信される。すなわち、相手側ＰＣそれぞれでも、上述のように図７〜８に示されたフローチャートに従ってディジタルデータの送受信動作が行われており、トラフィック制御装置１００から使用可能帯域の通知を受けた相手側ＰＣそれぞれでは、図９に示された割込み処理が行われる。すなわち、相手側ＰＣは、割り込み処理により書き換えられたメモリ２４０内の使用可能帯域情報に基づいて生成された送信すべきデータを分割するとともに、この分割データを割り当てられた帯域を越えないように時間的に略均等に配列した状態で稼働中ＰＣへ送出する
【００６１】
以上のような構成により、一部のＰＣのデータ通信に通信帯域が占有される状況が回避可能になるとともに、監視対象であるローカルネットワーク２００Ｂに属する各ＰＣ２２０Ｂそれぞれは、他のＰＣの通信状況に影響されることなく、自己に割り当てられた通信帯域の範囲内でデータ送受信が可能になる。その結果、一部のＰＣのみ極端にスループットが低下する事態が回避され、ローカルネットワーク２００Ｂ全体として、通信パフォーマンスの最適化が実現される。
【符号の説明】
【００６２】
１０…インターネット（データ通信ネットワーク）、１００…トラフィック制御装置、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ…ローカルネットワーク、２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ…代表ノード（最上位中継ノード）、２１０Ａ、２１０Ｂ…中継ノード群、２１２Ａ、２１３Ａ、２１２Ｂ、２１３Ｂ…下位中継ノード、２２、２３、１３０、１４０、２７０、２８０…Ｉ／Ｏ（入出力手段）、２１、１１０、２３０…制御部（制御手段）、２４、１２０、２４０…メモリ（記録手段）、１２１…トラフィック制御用アプリケーション、１２２…管理テーブル、１２２Ａ…静的管理テーブル、１２２Ｂ…動的管理テーブル、２４Ａ…通信帯域監視用アプリケーション、２４１…双方向データ通信用アプリケーション。
【図１】
2011010657.tif 000003
【図２】
2011010657.tif 000004
【図３】
2011010657.tif 000005
【図４】
2011010657.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011010657.tif 000008
【図７】
2011010657.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年1月10日(2012.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターネットなどのコンピュータ間データ通信を可能にするデータ通信ネットワークに接続されたローカルネットワークのうち、監視対象となるローカルネットワークごとに通信パフォーマンスを最適化していくためのトラフィック制御装置を含むデータ通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は、特定の情報端末（以下、単にＰＣという）間において双方向データ通信を可能にする一般的なネットワーク構成を説明するための図である。図１に示されたように、複数のローカルネットワーク２０Ａ、２０Ｂそれぞれが、代表ノード２１Ａ、２１Ｂを介してデータ通信ネットワーク、例えばインターネット１０に接続されている。なお、データ通信ネットワークは、有線、無線を問わず、複数種類の伝送媒体を介して構成されるコンピュータネットワークを意味する。また、ローカルネットワーク２０Ａ、２０Ｂは、予め許可された範囲のノード間でのみのデータ通信が可能な閉じられたネットワークであって、一般的に、各ＰＣは決められた少なくとも一つのノードを介してのみ、当該ローカルネットワーク外部のデータ通信ネットワークに対してデータ送受信が可能になっている。例えば、多段に階層化された複数ルータでノード群が構成されたネットワークの場合、これらルータの一つが代表ノードとなっているようなネットワークが、ローカルネットワーク２０Ａ、２０Ｂに含まれる。
【０００３】
上述のように複数のローカルネットワーク２０Ａ、２０Ｂがインターネット１０を介して接続されるネットワーク構成は、インターネット接続可能な各企業内ネットワークや、一企業内における各事業所間でのデータ通信、例えばテレビ会議システムを構築する際に適用される構成として、広く知られている。
【０００４】
ここで、ローカルネットワーク２０Ａは、最上位中継ノードである代表ノード２１Ａと、この代表ノード２１Ａの下位階層に配置された複数のＰＣ２２１Ａ〜２２４Ａにより構成される。また、ローカルネットワーク２０Ｂも、最上位中継ノードである代表ノード２１Ｂと、この代表ノード２１Ｂの下位階層に配置された複数のＰＣ２２１Ｂ〜２２４Ｂにより構成される。何れのローカルネットワーク２０Ａ、２０Ｂにおいても、各ＰＣ２２１Ａ〜２２４Ａ、２２１Ｂ〜２２４Ｂが、代表ノード２１Ａ、２１Ｂを介して非同期でインターネット１０に対するデータ送受信を行う構成となっている。
【０００５】
しかしながら、近年、テレビ会議等におけるデータ交換が安価なインターネットを介して盛んに行われたり、また、不特定多数のＰＣ間で大容量データの送受信が行われるようになってきた。このような状況が常態化してくると、図１のようなネットワーク構成では、各ローカルネットワーク２０Ａ、２０Ｂに属するＰＣ各ＰＣ２２１Ａ〜２２４Ａ、２２１Ｂ〜２２４Ｂの外部ネットワークへの直接接続が制限されているので、代表ノード２１Ａ、２１Ｂの通信帯域のほとんどが一部のＰＣ間データ通信に占有される状況が頻発してしまう。このとき、これら代表ノード２１Ａ、２１Ｂがボトルネックとなり、ローカルネットワーク２０Ａ、２０Ｂそれぞれにおいて、通信パフォーマンスの低下は避けられない。また、現状において、ネットワークリソースの性能ばらつきに起因して、通信品質にも地理的、時間的なバラツキが大きく、ネットワークリソースの有効活用及び通信パフォーマンスの向上は急務となっている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、伝送レートが時々刻々変化する無線回線において、一定の通信品質を維持しながらより多くの端末に対して同時接続を可能にすることにより、当該無線通信システム全体の通信パフォーマンスを向上させるための技術が開示されている。一方、特許文献２には、端末性能や回線品質に応じて、送受信可能なデータの画像品質を調整することにより、通信パフォーマンスを維持しながら当該通信システムにおける通信品質を最適化する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２５１６６０号公報
【特許文献２】特開平１１−１６１５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
発明者らは、従来の通信システム等について検討した結果、以下のような課題を発見した。
【０００９】
すなわち、特許文献１に開示された技術は、無線基地局におけるトラフィック空き容量を推定し、この推定情報に基づいて通信端末の接続許可あるいは接続拒否を行っている。しかしながら、この特許文献２記載の技術では、通信サービスを受けられる通信端末と、受けたくとも通信サービスが受けられない通信端末の共存を許容しなければならず、通信端末間においてサービスレベルに極端なバラツキが発生してしまう。
【００１０】
一方、特許文献２記載の技術は、回線品質等のリソースの性能に起因して通信品質を意図的に調整する技術であり、したがって、この特許文献２記載の技術でも、地理的条件や時間的条件に依存して各通信端末間で受けられる通信サービスにバラツキが生じてしまうという課題があった。
【００１１】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、インターネットに代表されるデータ通信ネットワークに接続された複数のローカルネットワークのうち、監視対象となるローカルネットワークごとに、その通信パフォーマンスを最適化するための構造を備えたトラフィック制御装置を含むデータ通信システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るデータ通信システムは、トラフィック制御装置を含み、特定ＰＣ間での双方向データ通信を可能にする。係るデータ通信システムは、インターネットなどのデータ通信ネットワークと、それぞれが複数のＰＣにより構成されるとともに該データ通信ネットワークに対して代表ノードを介して接続されている一又はそれ以上のローカルネットワークを、ネットワーク資源として含む。なお、ネットワーク資源には、データ回線自体の他、ＰＣ、ノード、ネットワーク制御装置等のネットワーク管理手段も含まれる。本発明に係るトラフィック制御装置は、上述のようなデータ通信システムに適用され、該データ通信システムにおけるネットワーク資源の一部を構成するローカルネットワークを監視対象とし、該監視対象となるローカルネットワークの通信パフォーマンスを最適化する。監視対象であるローカルネットワーク内での通信負荷の増大に起因して、一部のＰＣのみ極端なスループットの低下を招く事態を動的に回避する。
【００１３】
上述のようなネットワーク構成において、トラフィック制御装置は、データ通信ネットワークに接続されるか、あるいは、ローカルネットワークの一部を構成するよう配置されており、少なくとも、入出力手段、記録手段、そして制御手段を備える。入出力手段は、複数のＰＣから代表ノードまでの間に配置された、該代表ノードを含む１以上の中継ノードそれぞれとの間で、データ送受信する。記録手段は、各中継ノードのトラフィック情報として、各中継ノードの通信帯域情報を一旦格納する。制御手段は、記録手段に格納された通信帯域情報に基づいて、各ＰＣにおける送受信可能帯域の割り振りを行う。具体的に制御手段は、通信帯域情報が収集された１以上の中継ノードのうちボトルネックとなっている中継ノードを特定し、監視対象であるローカルネットワークに属するＰＣそれぞれに割り当てるべき送受信可能帯域を、合計値が特定された中継ノードの通信帯域を越えない範囲内で算出し、そして、算出された送受信可能帯域を、入出力手段を介してＰＣそれぞれに通知する
【００１４】
また、トラフィック制御装置は、インターネットなどのデータ通信ネットワークと、それぞれが、複数のＰＣにより構成されるとともに当該ネットワーク外のデータ通信ネットワークに代表ノードを介して接続されている複数のローカルネットワークとにより構成されたネットワーク構成にも適用可能である。この場合、当該トラフィック制御装置は、双方向データ通信を行っている２以上のＰＣそれぞれが属する複数のローカルネットワークを監視対象としてもよい。なお、監視対象は再設定可能である。すなわち、同時に複数のローカルネットワークが監視対象として設定されてもよく、また、逐次別のローカルネットワークを監視対象に追加できるよう再設定されてもよい。また、このような第２のネットワーク構成において、当該トラフィック制御装置は、データ通信ネットワークに接続されるか、あるいは、複数のローカルネットワークのいずれかの一部を構成するよう配置される。監視対象の設定ごとに（再設定のタイミングを含む）、当該トラフィック制御装置が監視対象となったローカルネットワークの通信パフォーマンスを最適化していくことで、データ通信ネットワークに接続された各ローカルネットワークにおける通信パフォーマンスの最適化が可能になる。
【００１５】
上述のようなネットワーク構成においても、当該トラフィック制御装置も、少なくとも、入出力手段と、記録手段と、制御手段を備える。入出力手段は、監視対象となった複数のローカルネットワークそれぞれについて、複数のＰＣから代表ノードまでの間に配置された、該代表ノードを含む１以上の中継ノードそれぞれとの間で、データ送受信する。記録手段は、監視対象となった複数のローカルネットワークそれぞれについて、各中継ノードのトラフィック情報として、入出力手段を介して取得した、各中継ノードの通信帯域情報を一旦格納する。制御手段は、記録手段に格納された通信帯域情報に基づいて、通信帯域情報が取得された１以上の中継ノードのうちボトルネックとなっている中継ノードを含むローカルネットワークを最適化対象として特定する。さらに、制御手段は、最適化対象となったローカルネットワークに属する複数のＰＣそれぞれに割り当てるべき送受信可能帯域を、合計値が特定されたローカルネットワークに含まれる中継ノードの通信帯域を越えない範囲内で算出し、そして、算出された送受信可能帯域を、入出力手段を介して最適化対象となったローカルネットワークに属する複数のＰＣそれぞれに通知する。
【００１６】
トラフィック制御装置において、記録手段には、監視対象となるローカルネットワークごとに、論理ネットワーク構成を把握するための静的管理テーブルが格納される。なお、この静的管理テーブルには、少なくとも、中継ノードのアドレス情報、所属するＰＣそれぞれのアドレス情報、各ＰＣの接続状況が記録される。また、記録手段には、双方向データ通信ごとに、監視対象となるローカルネットワークを特定するための動的管理テーブルが格納されてもよい。この動的管理テーブルには、それぞれ、双方向データ通信を実行しているＰＣそれぞれのアドレス情報、各ＰＣが所属するローカルネットワークの情報が、双方向データ通信ごとに記録される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、インターネットなどの外部ネットワークに代表ノードを介して接続されたローカルネットワークを監視対象とし、当該ローカルネットワークにおいてボトルネックとなっている中継ノードが特定される。その際、ボトルネックとなっている中継ノードの通信帯域に基づいて、当該中継ノードの下位階層に配置された各ＰＣへ、データ送受信のための使用可能帯域が通知される。一方、各ＰＣでは、通知された使用可能帯域の範囲内でデータ送受信が行われることになる。この構成により、一部のＰＣのデータ通信に通信帯域が占有される状況が回避可能になるとともに、各ＰＣは、他のＰＣの通信状況に影響されることなく、自己に割り当てられた通信帯域の範囲内でデータ送受信が可能になる。その結果、当該ローカルネットワーク全体として、通信パフォーマンスの最適化が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】は、特定のＰＣ間において双方向データ通信を可能にするネットワーク構成（本発明に係るデータ通信システムの一実施形態）を説明するための図である。
【図２】は、本実施形態に係るデータ通信システムに適用可能なトラフィック制御装置の一実施形態が適用された、双方向データ通信を可能にするネットワーク構成（本発明に係るデータ通信システムの一実施形態）を説明するための図である。
【図３】は、中継ノードの構成を示す図である。
【図４】は、静的管理テーブルの一例を説明するための図である。
【図５】は、トラフィック制御装置が適用されたネットワーク構成において、監視対象であるローカルネットワークの通信パフォーマンス最適化動作を説明するための図である。
【図６】は、トラフィック制御装置の通信パフォーマンス最適化動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】は、監視対象であるローカルネットワークに属する各情報端末（ＰＣ）におけるデータ送受信動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】は、データ生成動作の具体例を説明するためのフローチャートである。
【図９】は、割込み処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】は、トラフィック制御装置による通信パフォーマンスの最適化動作の応用例を説明するための図である。
【図１１】は、動的管理テーブルの一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明に係るデータ通信システムの各実施形態について、図２〜図１１を参照しながら詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２０】
まず、図２は、トラフィック制御装置の一実施形態が適用された、双方向データ通信を可能にするネットワーク構成（本発明に係るデータ通信システムの一実施形態）を説明するための図である。図２に示されたネットワーク構成では、複数のローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂそれぞれが、代表ノード２１１Ａ、２１１Ｂを介してインターネット１０に接続されている。また、本実施形態に係るトラフィック制御装置１００も、インターネット１０に接続されている。なお、トラフィック制御装置１００は、ローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂの何れかの構成要素（例えば、中継ノード、ＰＣなど）であってもよい。
【００２１】
ローカルネットワーク２００Ａは、中継ノード群２１０Ａ（複数の中継ノード２１１Ａ、２１２Ａ、２１３Ａを含む）と、該中継ノード群２１０Ａの下位階層に配置された複数のＰＣ２２０Ａにより構成されている。代表ノード２１１Ａは、当該ローカルネットワーク２００Ａとインターネット１０とを接続するための最上位中継ノードとして機能する。したがって、当該ローカルネットワーク２００Ａは、このローカルネットワーク２００Ａに属するＰＣ２２０Ａそれぞれが代表ノード２１１Ａを介してのみインターネット１０に接続可能な構成になっている。
【００２２】
一方、ローカルネットワーク２００Ｂも、中継ノード群２１０Ｂ（複数の中継ノード２１１Ｂ、２１２Ｂ、２１３Ｂを含む）と、該中継ノード群２１０Ｂの下位階層に配置された複数のＰＣ２２０Ｂにより構成されている。代表ノード２１１Ｂは、当該ローカルネットワーク２００Ｂとインターネット１０とを接続するための最上位中継ノードとして機能する。したがって、当該ローカルネットワーク２００Ｂは、このローカルネットワーク２００Ｂに属するＰＣ２２０Ｂそれぞれが代表ノード２１１Ｂを介してのみインターネット１０に接続可能な構成になっている。
【００２３】
また、ローカルネットワーク２００Ｂに属するＰＣ２２０Ｂそれぞれは、通信インターフェースとして機能する入出力手段２７０（以下、Ｉ／Ｏという）と、制御部２３０と、記録手段としてのメモリ２４０と、描画部２５０と、モニタ２６０と、キーボード２８１、ポインティングデバイス（マウス）２８２、外部記録装置２８３等のインターフェースとして機能するＩ／Ｏ２８０を備える。なお、メモリ２４０には、他のＰＣ（ローカルネットワーク２００Ｂ内に限らず、ローカルネットワーク２００Ａに属するＰＣであってもよい）との間で双方向データ通信を可能にするための双方向データ通信用アプリケーション２４１、使用可能帯域に関する情報（使用可能帯域情報）などが格納されている。制御部２３０は、この双方向データ通信用アプリケーション２４１を実行するため制御手段として機能する。
【００２４】
また、インターネット１０に接続された当該トラフィック制御装置１００も、入出力手段であるＩ／Ｏ１３０、１４０と、制御手段である制御部１１０と、記録手段であるメモリ１２０と、描画部１５０と、モニタ１６０を備える。Ｉ／Ｏ１３０は、キーボード１６１、ポインティングデバイス１６２、外部記録装置１６３等のインターフェースとして機能する。Ｉ／Ｏ１４０は、当該トラフィック制御装置１００とインターネット１０との間のデータ通信を行うためのインターフェースとして機能する。メモリ１２０には、当該トラフィック制御装置１００において通信パフォーマンスの最適化動作を実行するためのトラフィック制御用アプリケーション１２１と、管理テーブル１２２が格納されている。
【００２５】
上述の中継ノード２１１Ａ〜２１３Ａ、２１１Ｂ〜２１３Ｂのそれぞれは、図３に示されたような構造を備える。すなわち、各中継ノードは、上位階層に対する接続インターフェースとして機能するＩ／Ｏ２２と、下位階層に対する接続インターフェースとして機能するＩ／Ｏ２３と、これらＩ／Ｏ２２、２３間でのデータ交換を制御するための制御部２１と、メモリ２４を備える。メモリ２４には、通信帯域監視用アプリケーション２４Ａが格納されており、この通信帯域監視用アプリケーション２４Ａは、制御部２１により実行される。
【００２６】
加えて、当該トラフィック制御装置１００におけるメモリ１２０に格納された管理テーブル１２２としては、例えば、監視対象となるローカルネットワークごとに、論理ネットワーク構成を把握するための静的管理テーブル１２２Ａが格納される。なお、この静的管理テーブル１２２Ａには、図４に示されたように、少なくとも、中継ノードのアドレス情報、所属するＰＣそれぞれのアドレス情報、各ＰＣの接続状況が記録される。なお、ローカルネットワーク２００Ａに属するＰＣ２２０Ａそれぞれも、上述のＰＣ２２０Ｂと同様の構造を備える。
【００２７】
次に、本発明に係るトラフィック制御装置の一実施形態による通信パフォーマンスの最適化動作を、図５〜図７を参照しながら詳細に説明する。なお、図５は、本実施形態に係るトラフィック制御装置１００が適用されたネットワーク構成において、監視対象であるローカルネットワーク２００Ｂの通信パフォーマンス最適化動作を説明するための図である。特に、図５において、領域（ａ）は、当該トラフィック制御装置１００によるボトルネックとなる中継ノードの特定動作を説明するための図であり、領域（ｂ）は、当該トラフィック制御装置１００による各ＰＣ２２０Ｂに対するデータ送受信用の使用帯域の割り振り動作を説明するための図である。また、図６は、本実施形態に係るトラフィック制御装置の通信パフォーマンス最適化動作を説明するためのフローチャートであり、図５の領域（ａ）及び（ｂ）に示された動作に対応するフローチャートである。さらに、図７は、監視対象であるローカルネットワークに属する各ＰＣにおけるデータ送受信動作を説明するためのフローチャートである。
【００２８】
なお、以下の説明では、トラフィック制御装置１００が、代表ノード２１１Ｂを介してインターネット１０に接続されたローカルネットワーク２００Ｂを監視対象として通信パフォーマンス最適化を行う場合について説明する。また、図５に示されたように、当該トラフィック制御装置１００ではトラフィック制御用アプリケーション１２１が実行され、中継ノード２１１Ｂ〜２１３Ｂでは通信帯域監視用アプリケーション２４Ａが実行されている。さらに、各ＰＣ２２０Ｂには、トラフィック制御装置１００で実行されているトラフィック制御用アプリケーション１２１によりＰＣ稼動状況の把握を可能にする双方向データ通信用アプリケーション２４１がインストールされている。当該トラフィック制御装置１００及び各ＰＣ２２０Ｂは、それぞれ図２に示された構造を備える。通信帯域監視用アプリケーション２４Ａは、中継ノードを構成する機器以外の他の機器により実行されてもよい。
【００２９】
まず、図５の領域（ａ）及び図６に示されたように、トラフィック制御装置１００は、監視対象ネットワークとしてローカルネットワーク２００Ｂを特定する（ステップＳＴ１）。トラフィック制御装置１００は、トラフィック情報として、当該ローカルネットワーク２００Ｂの中継ノード２１１Ｂ〜２１３Ｂのそれぞれから通信帯域情報を順次取得していく（ステップＳＴ２）。なお、中継ノード２１１Ｂ〜２１３Ｂそれぞれの通信帯域情報は、各中継ノード内の入出力手段（Ｉ／Ｏ）を介して取得されても、また、帯域管理情報を持ったサーバ等から取得されてもよい。トラフィック情報は逐次トラフィック制御装置１００内のメモリ１２０に格納され、この取得動作は、当該ローカルネットワーク２００Ｂ全体の通信パフォーマンスの低下原因となる中継ノード、すなわちボトルネックとなる中継ノードが特定されるまで繰り返される（ステップＳＴ３）。具体的には、メモリ１２０に格納された中継ノードそれぞれの通信帯域情報を比較し、最も狭帯域の中継ノードをボトルネックとして特定する。
【００３０】
ボトルネックとなる中継ノードが特定されると、トラフィック制御装置１００は、監視対象であるローカルネットワーク２００Ｂに属するＰＣ２２０Ｂのうち、稼働中のＰＣ（双方向データ通信用アプリケーション２４１を実行中のＰＣ、以下、稼動中ＰＣという）それぞれに対し、自己のデータ送受信に使用できる使用可能帯域を割り振る。具体的には、図５の領域（ｂ）及び図６に示されたように、制御部１１０が稼動中ＰＣの数と、ボトルネックとなる中継ノードの通信帯域（メモリ１２０内に格納されたトラフィック情報）から、該稼働中ＰＣに対して通知する使用可能帯域（送受信可能帯域）を算出する（ステップＳＴ４）。このとき、稼働中ＰＣそれぞれに通知される使用可能帯域の合計値は、ボトルネックとなる中継ノードの通信帯域を越えないように設定される。そして、以上のように算出された使用可能帯域に関する情報が、Ｉ／Ｏ１４０を介してローカルネットワーク２００Ｂに属するＰＣ２２０Ｂのうち稼動中ＰＣそれぞれに送信される（ステップＳＴ５）。
【００３１】
一方、図７に示されたように、稼働中ＰＣ側では、まず、各中継ノード２１１Ｂ〜２１３Ｂ、インターネット１０を介した相手側ＰＣとの接続が確立すると（ステップＳＴ６）、当該稼働中ＰＣと相手側ＰＣとの間でＩ／Ｏ２７０を介して双方向データ通信が行われる。この双方向データ通信は、メモリ２４０に格納された双方向データ通信用アプリケーション２４１を制御部２３０が実行することにより行われ、具体的には、相手側ＰＣからのディジタルデータ（音声、画像等）の受信動作と、相手側ＰＣへのディジタルデータの送信動作が並行して行われる。すなわち、稼働中ＰＣ側での受信動作では、相手側ＰＣからのディジタルデータが受信されると（ステップＳＴ７−１）、モニタへの表示等、必要に応じて受信されたデータが加工される（ステップＳＴ７−２）。一方、稼働中ＰＣ側での送信動作では、相手側ＰＣへ送信すべきディジタルデータの生成が行われ（ステップＳＴ８−１）、順次生成されたデータが相手側ＰＣへ送信される（ステップＳＴ８−２）。このような送受信動作は、稼働中ＰＣと相手側ＰＣ間の双方向データ通信（コミュニケーション）が終了するまで続けられ（ステップＳＴ９）、コミュニケーション終了時点で稼動中ＰＣと相手側ＰＣ間で確立された接続（回線）が切断される（ステップＳＴ１０）。
【００３２】
なお、上述の説明では本実施形態を双方向データ通信に適用する例が示されたが、例えば、稼働中ＰＣ側は送信動作のみを行い、相手側ＰＣは受信動作のみを行うような、一方向データ通信の場合でも同様に本実施形態の適用は可能である。また、上述のステップＳＴ８−１におけるディジタルデータの生成動作には、図８に示されたように、種々の変形が可能である。
例えば、図８の領域（ａ）に示されたように、稼働中ＰＣ側において行われるデータ生成（ステップＳＴ８−１）の第１動作例では、まず、メモリ２４０に予め格納されている使用可能帯域情報（デフォルト値、前回動作時の値、後述の割込み処理により書き換えられた値など）が読み出され、（ステップＳＴ８１１１）、該使用可能帯域情報に基づいて送信可能な符号量、データ量を算出する（ステップＳＴ８１１２）。そして、このステップＳＴ８１１２において算出された符号量、データ量になるよう圧縮データ等が生成される（ステップＳＴ８１１３）。以上のステップＳＴ８１１１〜ＳＴ８１１３を経て得られたディジタルデータが相手側ＰＣへ送信される（ステップＳＴ８−２）。
【００３３】
また、図８の領域（ｂ）に示されたように、稼働中ＰＣ側において行われるデータ生成（ステップＳＴ８−１）の第２動作例では、当該稼働中ＰＣ側から相手側ＰＣへ送信されるべきディジタルデータの生成に先立ち、符号量、データ量が設定される（ステップＳＴ８１２１）。そして、ステップＳＴ８１２１において設定された符号量、データ量になるように圧縮データ等が生成される（ステップＳＴ８１２２）。送信用のディジタルデータ生成が完了すると、該ディジタルデータのデータ量等がメモリ２４０から読み出された使用可能帯域情報の範囲内にあるか否かについて判定される（ステップＳＴ８１２３）。このステップＳＴ８１２３において、生成されたディジタルデータのデータ量等が読み出された使用可能帯域情報の範囲内にないと判定された場合、再度ステップＳＴ８１２１〜ＳＴ８１２２が実行される。なお、ステップＳＴ８１２１における符号量、データ量の再設定では、圧縮時のビットレートの低下、フレームレートの低下等などによりデータ圧縮率を上げたり、データを間引く等の一方、生成されたディジタルデータのデータ量等が読み出された使用可能帯域情報の範囲内にあると判定された場合には、ステップＳＴ８１２１〜ＳＴ８１２２を経て得られたディジタルデータが相手側ＰＣへ送信される（ステップＳＴ８−２）。
【００３４】
さらに、図８の領域（ｃ）に示されたように、稼働中ＰＣ側において行われるデータ生成（ステップＳＴ８−１）の第３動作例では、ます、予め設定されている条件（デフォルト値）に従って送信用のディジタルデータが生成され（ステップＳＴ８１３１）、このディジタルデータのデータ量等がメモリ２４０から読み出された使用可能帯域情報の範囲内にあるか否かについて判定される（ステップＳＴ８１３２）。このステップＳＴ８１３２において、生成されたディジタルデータのデータ量等が読み出された使用可能帯域情報の範囲内にないと判定された場合、生成データの一部を切り出す（ステップＳＴ８１３３）。なお、ステップＳＴ８１３３におけるデータ取捨選択は、例えば、フレームを間引いたり、ＪＰＥＧ２０００のスケーラビリティ構造を構成するデータのうち一部を取り出す等により実行される。一方、生成されたディジタルデータのデータ量等が読み出された使用可能帯域情報の範囲内にあると判定された場合には、ステップＳＴ８１３１において得られたディジタルデータが相手側ＰＣへ送信される（ステップＳＴ８−２）。
【００３５】
なお、上述のようにトラフィック制御装置１００から稼働中ＰＣに対して使用可能帯域の割り振り（トラフィック制御装置１００からＰＣ２２０Ｂへの使用可能帯域情報の送信）が行われると、この稼働中ＰＣ側では、割込み処理が行われる。この割込み処理は、例えば図９に示されたように、稼働中ＰＣの制御部２３０により行われ、使用可能帯域情報を受信すると（ステップＳＴ１１）、制御部２３０が該受信した使用可能帯域情報をメモリ２４０に格納することにより実行される。なお、このような使用可能帯域情報のメモリ２４０への書き込み動作により、メモリ２４０に格納されている使用可能帯域情報は書き換えられる。稼動中ＰＣは、割り込み処理により書き換えられたメモリ２４０内の使用可能帯域情報に基づいて生成された送信すべきデータ（図７〜８のフローチャート参照）を分割するとともに、この分割データを割り当てられた帯域を越えないように時間的に略均等に配列した状態でインターネット１０へ送出する。
【００３６】
以上のような構成により、一部のＰＣのデータ通信に通信帯域が占有される状況が回避可能になるとともに、監視対象であるローカルネットワーク２００Ｂに属する各ＰＣ２２０Ｂそれぞれは、他のＰＣの通信状況に影響されることなく、自己に割り当てられた通信帯域の範囲内でデータ送受信が可能になる。その結果、一部のＰＣのみ極端にスループットが低下する事態が回避され、ローカルネットワーク２００Ｂ全体として、通信パフォーマンスの最適化が実現される。
【００３７】
（応用例）
次に、本実施形態に係るトラフィック制御装置１００による通信パフォーマンスの最適化動作の応用例を、図１０を参照しながら詳細に説明する。なお、図１０に示されたネットワーク構成では、複数のローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃそれぞれが、代表ノード２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃを介してインターネット１０に接続されている。また、本実施形態に係るトラフィック制御装置１００も、インターネット１０に接続されている。なお、トラフィック制御装置１００は、ローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの何れかの構成要素であってもよい。
【００３８】
なお、図１０では、本実施形態に係るトラフィック制御装置１００の監視対象候補のローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃのみ開示されているが、インターネット１０には監視対象外となるローカルネットワークも多数接続されている。監視対象候補のローカルネットワークには、予め中継ノードに通信帯域監視用アプリケーションがインストールされており、当該トラフィック制御装置１００による通信帯域情報の取得が可能になっている。また、監視対象候補のローカルネットワークに属するＰＣそれぞれには、音声、画像等のディジタルデータの送受信を可能にするための共通の双方向データ通信用アプリケーションであって、当該トラフィック制御装置１００により各ＰＣの稼働状況が把握可能なアプリケーションがインストールされており、当該トラフィック制御装置１００は、稼働中のコミュニケーショングループを構成するＰＣを把握することで、これらＰＣの属するローカルネットワークを監視対象として特定する。
【００３９】
ローカルネットワーク２００Ａは、代表ノード２１１Ａ（代表ノード２１１Ａの下位階層に複数の中継ノードが配置されていてもよい）と、該代表ノード２１１Ａの下位階層に配置された複数のＰＣ２２０Ａにより構成されている。代表ノード２１１Ａは、当該ローカルネットワーク２００Ａとインターネット１０とを接続するための最上位中継ノードとして機能する。したがって、当該ローカルネットワーク２００Ａは、このローカルネットワーク２００Ａに属するＰＣ２２０Ａそれぞれが代表ノード２１１Ａを介してのみインターネット１０に接続可能な構成になっている。
【００４０】
一方、ローカルネットワーク２００Ｂは、代表ノード２１１Ｂ（代表ノード２１１Ｂの下位階層に複数の中継ノードが配置されていてもよい）と、該代表ノード２１１Ｂの下位階層に配置された複数のＰＣ２２０Ｂにより構成されている。代表ノード２１１Ｂは、当該ローカルネットワーク２００Ｂとインターネット１０とを接続するための最上位中継ノードとして機能する。したがって、当該ローカルネットワーク２００Ｂは、このローカルネットワーク２００Ｂに属するＰＣ２２０Ｂそれぞれが代表ノード２１１Ｂを介してのみインターネット１０に接続可能な構成になっている。
【００４１】
さらに、ローカルネットワーク２００Ｃは、代表ノード２１１Ｃ（代表ノード２１１Ｃの下位階層に複数の中継ノードが配置されていてもよい）と、該代表ノード２１１Ｃの下位階層に配置された複数のＰＣ２２０Ｃにより構成されている。代表ノード２１１Ｃは、当該ローカルネットワーク２００Ｃとインターネット１０とを接続するための最上位中継ノードとして機能する。したがって、当該ローカルネットワーク２００Ｃは、このローカルネットワーク２００Ｃに属するＰＣ２２０Ｃそれぞれが代表ノード２１１Ｃを介してのみインターネット１０に接続可能な構成になっている。
【００４２】
なお、上述のローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃの何れに属するＰＣ２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃも、図２に示された構造を有する。また、各ＰＣ２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃそれぞれには、トラフィック制御装置１００が自己の稼働状況が把握できるように、同一の双方向データ通信用アプリケーション２４１がメモリ２４０にインストールされている。各ＰＣの稼動状況は、この双方向データ通信用アプリケーション２４１が制御部２３０で実行されているか否かを意味する。インターネット１０への接続が確立した本実施形態に係るトラフィック制御装置は１００も、図２に示された構造を有しており、トラフィック制御用アプリケーション１２１を制御手段１１０が実行される。
【００４３】
具体的には、図１０に示されたように、３つのローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃのそれぞれに属するＰＣ間で２系統のコミュニケーション（双方データ通信）が行われているものとする。
この場合、当該トラフィック制御装置１００は、メモリ１２０内に格納された静的管理テーブル１２２Ａを参照しながら、各コミュニケーションに参加している稼働中ＰＣの属するローカルネットワークを、図１１に示された動的管理テーブル１２２Ｂで管理する。この動的管理テーブル１２２Ｂも、トラフィック制御装置１００のメモリ１２０内に格納される。そして、稼働中ＰＣが属するローカルネットワーク内の中継ノードから逐次トラフィック情報として、通信帯域情報を取得していく。
【００４４】
例えば、図１０に示された例では、４台のＰＣにより第１コミュニケーションＣ１が行われており、この第１コミュニケーションＣ１に関して、各ＰＣが属するローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃそれぞれが、この第１コミュニケーションＣ１に関する監視対象となる。一方、別のコミュニケーション（第２コミュニケーションＣ２）は、２台のＰＣにより行われており、この第２コミュニケーションＣ２に関して、各ＰＣが属するローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂそれぞれが、この第２コミュニケーションに関する監視対象となる。
【００４５】
トラフィック制御装置１００は、上述のように把握されたコミュニケーションを構成するＰＣ（稼働中ＰＣ）の属するローカルネットワーク２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃそれぞれを監視対象とし、それぞれの中継ノード（図１０の例では、代表ノード２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ）からトラフィック情報として、通信帯域情報をＩ／Ｏ１４０を介して取得する。取得された通信帯域情報は、逐次メモリ１２０に格納される。
【００４６】
そして、監視対象であるローカルネットワーク２００Ａ〜２００Ｃに含まれる代表ノード２１１Ａ〜２１１Ｃのいずれかがボトルネックとして特定されると、トラフィック制御装置１００は、該ボトルネックとなる代表ノードを含むローカルネットワークに属するＰＣのうち、第１及び第２コミュニケーションＣ１、Ｃ２のいずれかに参加している稼働中のＰＣ（双方向データ通信用アプリケーション２４１を実行中のＰＣ）それぞれに対し、自己のデータ送受信に使用できる使用可能帯域を割り振る。具体的には、図５の領域（ｂ）及び図６に示された最適化動作と同様に、制御部１１０が稼動中ＰＣの数と、ボトルネックとなる代表ノードの通信帯域（メモリ１２０内に格納されたトラフィック情報）から、該稼働中ＰＣに対して通知する使用可能帯域（送受信可能帯域）を算出する。このとき、稼働中ＰＣそれぞれに通知される使用可能帯域の合計値、すなわち、各コミュニケーションで使用されている通信帯域の合計値は、ボトルネックとなる代表ノードの通信帯域を越えないように設定される。そして、以上のように算出された使用可能帯域に関する情報が、Ｉ／Ｏ１４０を介してボトルネックとなる代表ノードを含むローカルネットワークに属するＰＣのうち稼動中ＰＣそれぞれに送信される。
【００４７】
一方、稼働中ＰＣそれぞれでは、上述のように図７〜８に示されたフローチャートに従ってディジタルデータの送受信動作が行われており、トラフィック制御装置１００から使用可能帯域の通知を受けた稼働中ＰＣそれぞれでは、図９に示された割込み処理が行われる。すなわち、稼働中ＰＣは、割り込み処理により書き換えられたメモリ２４０内の使用可能帯域情報に基づいて生成された送信すべきデータを分割するとともに、この分割データを割り当てられた帯域を越えないように時間的に略均等に配列した状態で相手側ＰＣへ送出する。なお、使用可能帯域に関する情報は、ボトルネックとして特定された中継ノードを含むＰＣと通信を行う相手側ＰＣにも送信される。すなわち、相手側ＰＣそれぞれでも、上述のように図７〜８に示されたフローチャートに従ってディジタルデータの送受信動作が行われており、トラフィック制御装置１００から使用可能帯域の通知を受けた相手側ＰＣそれぞれでは、図９に示された割込み処理が行われる。すなわち、相手側ＰＣは、割り込み処理により書き換えられたメモリ２４０内の使用可能帯域情報に基づいて生成された送信すべきデータを分割するとともに、この分割データを割り当てられた帯域を越えないように時間的に略均等に配列した状態で稼働中ＰＣへ送出する
【００４８】
以上のような構成により、一部のＰＣのデータ通信に通信帯域が占有される状況が回避可能になるとともに、監視対象であるローカルネットワーク２００Ｂに属する各ＰＣ２２０Ｂそれぞれは、他のＰＣの通信状況に影響されることなく、自己に割り当てられた通信帯域の範囲内でデータ送受信が可能になる。その結果、一部のＰＣのみ極端にスループットが低下する事態が回避され、ローカルネットワーク２００Ｂ全体として、通信パフォーマンスの最適化が実現される。
【符号の説明】
【００４９】
１０…インターネット（データ通信ネットワーク）、１００…トラフィック制御装置、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ…ローカルネットワーク、２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ…代表ノード（最上位中継ノード）、２１０Ａ、２１０Ｂ…中継ノード群、２１２Ａ、２１３Ａ、２１２Ｂ、２１３Ｂ…下位中継ノード、２２、２３、１３０、１４０、２７０、２８０…Ｉ／Ｏ（入出力手段）、２１、１１０、２３０…制御部（制御手段）、２４、１２０、２４０…メモリ（記録手段）、１２１…トラフィック制御用アプリケーション、１２２…管理テーブル、１２２Ａ…静的管理テーブル、１２２Ｂ…動的管理テーブル、２４Ａ…通信帯域監視用アプリケーション、２４１…双方向データ通信用アプリケーション。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
双方向データ通信を可能にするデータ通信ネットワークと、
それぞれが複数の情報端末により構成されるとともに、前記データ通信ネットワークに対して代表ノードを介して接続されている一又はそれ以上のローカルネットワークと、そして、
前記ローカルネットワークのいずれかを監視対象に設定し、前記データ通信ネットワークに接続されるか、あるいは、前記ローカルネットワークの一部を構成するよう配置されたトラフィック制御装置であって、
前記複数の情報端末から前記代表ノードまでの間に配置された、前記代表ノードを含む１以上の中継ノードそれぞれとの間で、データ送受信するための入出力手段と、
前記１以上の中継ノードそれぞれのトラフィック情報として、前記１以上の中継ノードそれぞれの通信帯域情報を一旦格納するための記録手段と、そして、
前記記録手段に格納された通信帯域情報に基づいて、前記１以上の中継ノードのうちボトルネックとなっている中継ノードを特定し、前記ローカルネットワークに属する前記複数の情報端末のうち稼働中の情報端末に割り当てるべき送受信可能帯域を、合計値が前記特定された中継ノードの通信帯域を越えない範囲内で算出し、そして、算出された送受信可能帯域を、前記入出力手段を介して前記稼働中の情報端末に通知する制御手段と、を含むトラフィック制御装置と、
を備え、
前記稼働中の情報端末は、自己に割り当てられた使用可能帯域情報に基づいて生成された送信すべきデータを分割するとともに、該分割データを割り当てられた帯域を越えないように時間的に略均等に配列した状態で前記データ通信ネットワークへ送出することを特徴とするデータ通信システム。
【請求項２】
請求項１記載のデータ通信システムにおいて、
前記データ通信ネットワークには、前記監視対象に設定されたローカルネットワークとともに、それぞれが複数の情報端末により構成された１又はそれ以上のローカルネットワークが、代表ノードを介して接続され、
当該トラフィック制御装置は、前記データ通信ネットワークに接続された各ローカルネットワークの通信パフォーマンスを最適化するため、前記監視対象に設定されたローカルネットワークに属する情報端末と双方向データ通信を行っている別の情報端末が属する別のローカルネットワークを追加の監視対象として再設定し、
前記入出力手段は、前記監視対象として再設定された２以上のローカルネットワークそれぞれについて、前記複数の情報端末から前記代表ノードまでの間に配置されるとともに、前記代表ノードを含む１以上の中継ノードそれぞれとの間で、データ送受信を行い、
前記記録手段は、前記監視対象として再設定された２以上のローカルネットワークそれぞれについて、前記１以上の中継ノードそれぞれのトラフィック情報として、前記１以上の中継ノードそれぞれの通信帯域情報を一旦格納し、そして、
前記制御手段は、前記記録手段に格納された通信帯域情報に基づいて、前記１以上の中継ノードのうちボトルネックとなっている中継ノードを含むローカルネットワークを最適化対象として特定し、最適化対象となったローカルネットワークに属する前記複数の情報端末のうち前記稼働中の情報端末に割り当てるべき送受信可能帯域を、合計値が前記特定されたローカルネットワークに含まれる中継ノードの通信帯域を越えない範囲内で算出し、そして、算出された送受信可能帯域を、前記入出力手段を介して前記稼働中の情報端末に通知する。
【請求項３】
請求項１記載のデータ通信システムにおいて、
前記記録手段には、監視対象に設定されたローカルネットワークの、少なくとも、中継ノードのアドレス情報、所属する情報端末それぞれのアドレス情報、各情報端末の接続状況を管理するための静的管理テーブルが格納されている。
【請求項４】
双方向データ通信を可能にするデータ通信ネットワークと、
それぞれが複数の情報端末により構成されるとともに、前記データ通信ネットワークに対して代表ノードを介して接続されている一又はそれ以上のローカルネットワークと、そして、
前記ローカルネットワークのうち、双方向データ通信を行っている情報端末それぞれが属する２以上のローカルネットワークを監視対象に設定し、前記データ通信ネットワークに接続された各ローカルネットワークの通信パフォーマンスを最適化するためのトラフィック制御装置であって、
前記データ通信ネットワークに接続されるか、あるいは、前記複数のローカルネットワークのいずれかの一部を構成するよう配置されるとともに、
前記監視対象に設定された２以上のローカルネットワークそれぞれについて、前記複数の情報端末から前記代表ノードまでの間に配置された、前記代表ノードを含む１以上の中継ノードそれぞれとの間で、データ送受信するための入出力手段と、
前記監視対象に設定された２以上のローカルネットワークそれぞれについて、前記１以上の中継ノードそれぞれのトラフィック情報として、前記１以上の中継ノードそれぞれの通信帯域情報を一旦格納するための記録手段と、そして、
前記記録手段に格納された通信帯域情報に基づいて、前記１以上の中継ノードのうちボトルネックとなっている中継ノードを含むローカルネットワークを最適化対象として特定し、最適化対象となったローカルネットワークに属する前記複数の情報端末のうち稼働中の情報端末に割り当てるべき送受信可能帯域を、合計値が前記特定されたローカルネットワークに含まれる中継ノードの通信帯域を越えない範囲内で算出し、そして、算出された送受信可能帯域を、前記入出力手段を介して前記稼動中の情報端末に通知する制御手段と、を含むトラフィック制御装置と、
を備え、
前記稼働中の情報端末は、自己に割り当てられた使用可能帯域情報に基づいて生成された送信すべきデータを分割するとともに、該分割データを割り当てられた帯域を越えないように時間的に略均等に配列した状態で前記データ通信ネットワークへ送出することを特徴とするデータ通信システム。
【請求項５】
請求項２又は４記載のデータ通信システムにおいて、
前記記録手段には、前記監視対象に設定された２以上のローカルネットワークごとに、少なくとも、中継ノードのアドレス情報、所属する情報端末それぞれのアドレス情報、各情報端末の接続状況を管理するための静的管理テーブルが格納されている。
【請求項６】
請求項２、４又は５記載のデータ通信システムにおいて、
前記記録手段には、双方向データ通信ごとに、それぞれ、双方向データ通信を実行している情報端末それぞれのアドレス情報、各情報端末が所属するローカルネットワークの情報を管理するための動的管理テーブルが格納されている。
【国際調査報告】
2011010657.tif 000014
2011010657.tif 000015